Besoin d'explication théorique, oculaire VS caméra !

[-JFK-]

Bonjour,

 

Je n'ai pour le moment, fait que du visuel et vais prochainement investir dans une caméra.

Vu mon tube, ça sera du planétaire.

 

Matos actuel :

Tube : SkyMax 180

Monture : Skytee-2

Focus : Crayford 10:1

Prisme : Altair

Oculaires : Baader Hyperion 8 / 13 / 21mm

Oculaire : Hyperion Asphérique 31mm

 

Pour de la photo, je vais enlever le prisme et l'oculaire pour placer la caméra dans le Crayford.

 

Ma question est la suivante :

D'après ma comprehension (je me suis très peu intéressé à l'optique) un oculaire vient "zoomer" sur ce qu'est capable de fournir l'optique du tube.

Avec mon setup sur Jupiter au 13mm, ça donne ça :

 

 

C'est déjà pas bien gros malgré ce grossissement !

 

Mais quand je simule avec une caméra, ici ZWO ASI224MC, ça donne ça :

 

 

Comment est-ce possible qu'un capteur CMOS seul, sans oculaire/optique pour "zoomer" puisse donner une image si "grosse" ?

 

 

Pouvez-vous m'orienter vers une lecture ou m'expliquer ?

Car suivant la simulation, je me dis qu'un SkyMax 180 + ZWO ASI224MC doit pouvoir commencer à donner des images sympa !?

 

 

Ca veut aussi dire que je ne pourrais jamais avoir la Lune complete avec ce matos ???

Il y a un truc que je ne comprend pas...

La Lune compete je l'ai au 31mm il y a donc moyen de l'avoir, pourquoi je ne pourrais pas l'avoir en placent le capteur CMOS au bon endroit, en l'avançant par exemple ?

 

Merci !

Modifié 8 décembre 2022 par -JFK-

[Michel Boissel]

Tout simplement parce que les capteurs sont tout petits comparés aux diamètres des lentilles de champ (d'entrée) des oculaires.

 

 

[-JFK-]

il y a 10 minutes, Michel Boissel a dit :

Tout simplement parce que les capteurs sont tout petits comparés aux diamètres des lentilles de champ (d'entrée) des oculaires.

 

 

Ce qui fait que le capteur ne reçoit pas la totalité de la lumière renvoyée par le tube ?

En reculant ce capteur, il doit pouvoir "prendre toute limage" ?

['Bruno]

Si tu recules le capteur, tu perds la mise au point (et en fait ça n'augmente pas le champ, ça ne fonctionne pas comme ça).

[sixela]

Le capteur reçoit la totalité de la lumière pour chaque point du champ du senseur. Ce qui n'est pas capté n'est pas de la lumière "en plus" pour ces objets, ce sont les cones de lumières pour d'autres objets.

 

Un télescope focalise la lumière passant par tout l'objectif sur un seul point du plan focal pour chaque object à l'infini. Ce qui arrive sur les autres points sur le capteur est issu de cônes de lumière qui entrent sous un autre angle (et correspondent donc à un objet autre-part dans le champ).

 

 

Un capteur se met sur le plan focal. Par contre, un oculaire est une "loupe" pour observer le plan focal si on est un être humain, en reconvertissant les faisceaux convergés en faisceaux parallèles qui passent par la pupille de sortie et sont alors refocalisés sur la rétine par l'oeil humain.

Modifié 8 décembre 2022 par sixela

[lambda]

Salut.

-JFK-, pout t'aider à mieux comprendre, en fait il faut que tu considères les deux chaînes optiques suivantes (je pars de l'élément collecteur en amont, "côté ciel"), et que tu les décomposes respectivement:

 

(1) collecteur  convergent (système réfracteur ou réflecteur ou catadioptrique) -> oculaire -> oeil

->  collecteur  convergent (système réfracteur ou réflecteur ou catadioptrique) -> oculaire -> cristallin (lentille convergente) -> rétine (capteur)

-> collecteur  convergent (système réfracteur ou réflecteur ou catadioptrique) -> optique "relais" -> rétine (capteur)

-> collecteur  convergent équivalent "catadioptrique" -> rétine (capteur)

 

(2) collecteur  convergent (système réfracteur ou réflecteur ou catadioptrique) -> caméra (capteur)

 

à partir de là, tu te rends compte que si tu considère ton oeil dans la chaîne cpomplète, la configuration totale entre le mode "visuel" et "caméra" est qualitativement identique en fait.

 

Une fois cela perçu, en fait tu vas te rendre compte que pour un collecteur convergent (lunette, télescope) donné ayant une focale donnée F, l'image projetée de ton astre à l'infini, dans le plan focal de ton collecteur convergent, à cette distance focale F va avoir une certaine "taille" (on va dire avec Jupiter, dans ton exemple), une image avec un certain diamètre en mm (par exemple). 

 

du coup:

- si tu considères un capteur très grand qui va recevoir par projection cette image, et bien le disque de Jupiter va occuper peu de place, si on considère la totalité de la surface du capteur. 

- si tu considères un capteur tout petit qui va recevoir par projection cette image, et bien le disque de Jupiter va "remplir" en grande partie la surface dudit capteur.

 

Ce qui fait que le signal délivré par le capteur, lorsqu'il sera traité par l'ordi en aval de la caméra, va donné sur ton écran une image correspondante (en rapport direct avec la surface du capteur):

- dans le premier cas: une toute petite Jupiter au milieu de ton écran représentant la totalité de la surface 2D de ton capteur.

- dans le second cas: une grosse Jupiter remplissant plus ou moins ton écran représentant la totalité de la surface 2D de ton capteur.

 

En ce qui concerne ta différence de ressenti au niveau visuel, observation à l'oeil, tu as là la réponse à ton questionnement..... en effet reviens à l'analogie faite ci-dessus et répétée ici:

 

(1) Observation à l'oeil:

collecteur  convergent équivalent "catadioptrique" -> rétine (capteur), ta rétine ayant une dimension (en simplification extrême, un diamètre de l'ordre de 15 mm)

On a:

focale de ton télescope: 2700 mm

focale de ton oculaire:  13 mm

focale de ton cristallin (environ) au repos (tu "regardes" à travers ton oculaire à "l'infini": 17 mm

cela donne donc un collecteur  convergent équivalent "catadioptrique" ayant une focale équivalente de l'ordre de 2700 x17/13= 3531 mm environ.

ce collecteur convergent équivalent de 3531 mm de distance focale va projeter ton image de Jupiter sur ta rétine de 15 mm de diamètre (simplification: capteur plan de 15 mm de diamètre)

 

(2) Observation à la caméra:

collecteur  convergent (système réfracteur ou réflecteur ou catadioptrique) -> caméra (capteur), ton capteur faisant 4.8 mm x 3.6 mm.

On a

focale de ton télescope: 2700 mm

focale de ton oculaire:  13 mm

Si on considère, pour comparer ce qui est comparable avec ta rétine, un diamètre éclairable inclus dans le capteur, on va dire que cela ferait un diamètre de 3.6 mm.

Si on considère  un diamètre éclairable exclus du capteur, ou si tu veux, le capteur inclus dans le diamètre éclairable, on va dire que cela ferait un diamètre de 6 mm.

Pour se simplifier la vie, imaginons en gros un capteur circulaire avec un diamètre "moyen" de l'ordre de, allons, 5 mm.

Du coup:

ce collecteur convergent de 2700 mm de distance focale va projeter ton image de Jupiter sur un capteur de 5 mm de diamètre.

 

cas (1): avec Jupiter aux alentours de 30" de diamètre apparent, par exemple, et 3531 mm de focale, tu as une image projetée de l'ordre de 0.52 mm de diamètre, sur ton capteur "rétine" de 15 mm de diamètre.

cas (2): avec Jupiter aux alentours de 30" de diamètre apparent, par exemple, et 2700 mm de focale, tu as une image projetée de l'ordre de 0.39 mm de diamètre, sur ton capteur de caméra de 5 mm de diamètre "moyen" équivalent.

 

Là tu te rends compte assez facilement que ta Jupiter projetée sur ta rétine couvre bien moins de surface que sur ton capteur de caméra.

C'est dû aux différences de focale combinées à la différence de taille de tes capteurs respectifs...

 

et l'ordi, pour la caméra, et ton cerveau, pour ton oeil, vont donc te donner une image résultante de Jupiter de taille différente: plus grosse à l'écran de ton ordi avec ta caméra, et plus petite dans ta "représentation cérébrale" finale (je ne sais pas comment le dire autrement...).

 

Désolé, c'est un peu long, truffé d'approximations bien discutables, et sans trop de bourde de calculs j'espère...

 

à+,

Lambda

 

Modifié 8 décembre 2022 par lambda

[Guilaume]

Bonjour,

Il y a 2 heures, -JFK- a dit :

Ca veut aussi dire que je ne pourrais jamais avoir la Lune complete avec ce matos ???

Il te faudrait un capteur plus grand, par exemple, avec un apn plein format, tu as presque la lune en entier (d'après simulation, ne tenant pas compte d'éventuels problème optiques en bord de champ):

 

Pour faire simple, tu as un plan focal sur lequel se dessine le cercle d'image produit par le telescope. L'oculaire, c'est comme mettre une loupe sur cette image, le capteur, c'est comme decouper cette image (à la taille du capteur)

[sixela]

Ça, ou un réducteur de focale. Certains x0,7x comme l'Antares ne marchent pas mal sur des Maks. Ou alors certains 0,33x qui marchent bien mais uniquement pour petits capteurs. Des 0,5x "génériques" peuvent également marcher plus ou moins sur un Mak, il y en a des masses (il n'y a pas d'optimum pour le placement: plus on l'éloigne du capteur, plus il réduit, plus il y a d'aberrations, mais heureusement sur un f/12-f/15 ça marche encore assez bien).

https://www.telescopes-et-accessoires.fr/reducteur-de-focale-05x-kepler-vissant-508mm-c2x30313589

https://www.amazon.fr/Madezz-réducteur-Objectif-Accessoire-télescope/dp/B07XQGW3MP

 

Vu la longueur focale d'un Mak 180 la Lune prend pas mal de place sur le plan focal (environ 23mm). Donc pour réduire (comme le réducteur est en amont) faut déjà passer en 2" si on ne veut pas de vignettage.

Modifié 8 décembre 2022 par sixela

[-JFK-]

Il y a 8 heures, Guilaume a dit :

Bonjour,

Il te faudrait un capteur plus grand, par exemple, avec un apn plein format, tu as presque la lune en entier (d'après simulation, ne tenant pas compte d'éventuels problème optiques en bord de champ):

 

Pour faire simple, tu as un plan focal sur lequel se dessine le cercle d'image produit par le telescope. L'oculaire, c'est comme mettre une loupe sur cette image, le capteur, c'est comme decouper cette image (à la taille du capteur)

Pour profiter de la "pleine résolution" du tube, il faut donc, soit un capteur plus gros, soit le reculer ? 

[sixela]

Non, le reculer ne sert à rien. Un capteur doit toujours être au plan focal. En plus, pour profiter de la "pleine résolution" d'un tube il ne faut pas un champ plus grand, ça n'a rien à voir (quand on a un plus grand champ en réduisant la longueur focale de l'objectif un pixel du même capteur couvre plus de ciel et est donc plus grand par rapport au motif de diffraction du télescope, et donc la résolutio du télescope est moins importante.)

 

La seule manière d'avoir un champ plus grand avec le même télescope et le même capteur est d'utiliser un réducteur de focale. Au plus on augmente la distance entre le capteur et le réducteur, au plus il réduit (et au plus il faut encore plus rentrer le PO), mais pas mal de réducteurs ne donnent pas d'aberration seulement pour le facteur de réduction nominal. Les réducteurs dits "0,5x" très bon marché donnent des aberrations avec n'importe quel facteur, et au plus on réduit au plus il y en a ;-).

Modifié 8 décembre 2022 par sixela

['Bruno]

Il y a 14 heures, -JFK- a dit :

Pour profiter de la "pleine résolution" du tube, il faut donc, soit un capteur plus gros, soit le reculer ? 

 

Si tu recules le capteur, tu perds la mise au point (et en fait ça n'augmente pas le champ, ça ne fonctionne pas comme ça).

[kaelig]

En fait, la caméra agit comme une combinaison d'un oculaire super grossissant et d'un oeil (capteur) capable d'accumuler les photons de quelques secondes à plusieurs minutes (suivant le setup bien sûr). Le plan focal n'est pas le même avec un oculaire ou une caméra.

 

Pour ne pas avoir trop de souci et pouvoir observer correctement avec une caméra:

 

- il faut que la résolution du setup soit au-dessus de 0.7"/pixel. En dessous, c'est possible, mais il faut déjà sacrément maîtrisé son setup. Ce n'est pas accessible à un débutant. Ce qui est conseillé, c'est une résolution entre 1 et 2"/pixel. Si on descend trop, on a aussi des soucis avec le guidage quand on veut faire de l'astrophoto.

 

- Le champs (FOV: Field Of View), sur la plus petite côte doit être supérieur à 0.4° sinon il n'y a pas de résolution astrométrique. La résolution astrométrique permet de faire l'alignement polaire avec sa caméra principale et de savoir où exactement le scope pointe. Les logiciels d'acquisition (NINA, Sharpcap, Asiair, ...) pointent le ciel, font une résolution astrométrique et envoie les commandes au goto de la monture ... pour que la cible apparaisse au centre du capteur. C'est Wahou quand ca marche. Si ton champs (FOV) est trop petit (genre la 224), ca ne marchera pas ...

 

Ensuite pour le confort pour la suite, une caméra refroidie est conseillée.

[sixela]

Il y a 2 heures, kaelig a dit :

il faut que la résolution du setup soit au-dessus de 0.7"/pixel. En dessous, c'est possible, mais il faut déjà sacrément maîtrisé son setup. Ce n'est pas accessible à un débutant. Ce qui est conseillé, c'est une résolution entre 1 et 2"/pixel. Si on descend trop, on a aussi des soucis avec le guidage quand on veut faire de l'astrophoto.

C'est pour la photo utilisant des longues expositions, ça, pas vraiment pour la photo planétaire ou lunaire...ou en fera plein de courtes expositions pour les "stacker".

[Guilaume]

Bonjour @-JFK-

Pour avoir la lune complète, tu peux aussi faire une mosaïque.

 

[-JFK-]

Bonjour à tous,

 

Bon, un coup de folie hier soir de mon beau frère, il m'a prit :

-ASI385mc

-ADC ZWO

-Filtre IR cut ZWO

 

L'achat a été très rapide, je n'ai pas eu trop le temps de réfléchir !

 

Cela sera donc mes premiers pas en astrophoto.

Associé à un SkyMax 180.

Ma monture est motorisée via OnStepX, donc un driver ASCOM.

J'ai pris FireCapture pour voir ce que ça donne, il va me falloir le découvrir ! J'ai cru comprendre qu'il peut permettre un "autoguidage".

J'utilise actuellement mon téléphone avec SkySafari, ma question, est sur PC, vous utilisez quoi  pour le pilotage de la monture ?

 

Je suis preneur de tous conseils !

Merci.